ANALYSE DES MODIFICATIONS DES BASES

ANALYSE DES MODIFICATIONS DES BASES

Présentation - Que désignent les modifications des bases et pourquoi sont-elles importantes ?

Les modifications épigénétiques comprennent la méthylation de l'ADN, la modification des histones ainsi que le silençage de gènes associés à l'ARN non codant (ARNnc). L'ADN méthylé porte, sur l'une de ses bases, un groupement méthyle (-CH3). La 5-méthylcytosine (5mC), la 5-hydroxyméthylcytosine (5hmC) et la N6-méthyladénosine (m6A) sont des modifications bien connues. En raison de contraintes techniques, seule la marque épigénétique 5mC a été entièrement analysée. 

La méthylation de l'ADN intervient dans les processus cellulaires essentiels tels que la régulation de l'expression des gènes et des voies métaboliques, les mécanismes de réparation de l'ADN, la virulence microbienne ainsi que le maintien de la stabilité chromosomique. En raison de leur implication dans les voies cellulaires vitales, les modifications épigénétiques anormales interviennent souvent dans les maladies génétiques, le cancer et le développement d'une résistance médicamenteuse.

Applications - En quoi la détection directe des modifications épigénétiques est-elle avantageuse ?

L'analyse de la modification des bases avec la plateforme PacBio est une méthode révolutionnaire d'exploration du méthylome car elle permet :

  • l'analyse du profil des modifications des bases dans du matériel source non amplifié par résolution à la base près
  • la détection spécifique aux brins de la 5-méthylcytosine, de la 4-méthylcytosine (4-mC), de la 6-méthyladénine (6-mA) et de la 5-hydroxyméthylcytosine glycosylée
  • une banque dédiée au séquençage et à la détection de l'ADN modifié
  • l'analyse simultanée des SNP, des indels et de plusieurs types de modifications des bases
  • la découverte de modifications nouvelles ou inopinées
  • une meilleure compréhension de la régulation des processus biologiques et de la variabilité phénotypique

Procédures et process - Méthodes & techniques pour détecter les modifications de l'ADN

L'analyse de la méthylation épigénétique type se base sur la détection indirecte de la méthylation de l'ADN par séquençage après traitement bisulfite. Parmi certaines contraintes inhérentes aux techniques impliquant un traitement bisulfite, on trouve des données de mauvaise qualité dues à une transformation incomplète du bisulfite ou encore à une dégradation de l'ADN durant le traitement bisulfite ainsi qu'une incapacité à distinguer la 5mC et la 5hmC. 

Pour pallier ces difficultés, GATC Biotech utilise la technologie PacBio. Grâce à la technique SMRT, il est possible de faire un pas de plus dans le séquençage de l'ADN et de recueillir des informations épigénétiques détaillées à partir d'un seul run de séquençage. Le profil de plusieurs modifications peut être directement établi par résolution à la base près à partir de matériel source non amplifié et non traité.

Les structures moléculaires des modifications de base sélectionnées

La détection de la modification des bases grâce à la technique SMRT de PacBio met en œuvre l'analyse de la cinétique des polymérases au cours du séquençage. En cas de modification d'une polymérase, l'enzyme est plus lente à incorporer le nucléotide sur le brin opposé. Ce ralentissement est détecté par ordinateur sous forme d'intervalle entre les impulsions (IPD) plus long. Les IPD sont comparés à un témoin et le « rapport des IPD » est calculé pour localiser les nucléotides modifiés ainsi que les modifications dans le génome séquencé.

Expertise scientifique : analyse des modifications

GATC Biotech a été l'un des tout premiers fournisseurs de solutions de séquençage à mettre en œuvre de nouvelles techniques dans le but d'affiner l'identification des profils épigénétiques. En tant que prestataire de services certifié PacBio, GATC Biotech se consacre entièrement à l'exploration non biaisée des nucléotides modifiés au-delà de la 5mC. En proposant une méthode directe pour établir le profil de modification de l'ADN des nucléotides 5mC, 5hmC et m6A, GATC Biotech offre une nouvelle façon intéressante d'analyser davantage de modifications sur le génome entier. 

Publications

Cliquez ici pour obtenir une liste d'articles scientifiques choisis en lien avec les solutions de séquençage de GATC Biotech.

Projets

Consortium KLEBSICURE

L'analyse des modifications INVIEW est mise en application au Consortium KLEBSICURE, un projet en coopération entre GATC Biotech AG, l'Institut Max Planck pour la biologie infectieuse (Berlin, Allemagne) et l'Institut Ludwik Hirszfeld d'immunologie et de thérapie expérimentale (Wroclaw, Pologne), tous membres du consortium piloté par Arsanis Biosciences GmbH (Vienne, Autriche). L’objectif principal du projet est d’identifier et de caractériser l’agent pathogène Klebsiella pneumoniae qui est à l'origine d'infections graves. La combinaison unique du séquençage de novo et de la détection des modifications des bases est utilisée pour étudier la virulence de l’agent pathogène, en vue de diriger la génération d’anticorps monoclonaux à usage thérapeutique et d’établir une méthode de test pour les diagnostics cliniques.

Services associés à l'analyse des modifications

Saviez-vous qu'il est possible d'obtenir une analyse précise des modifications des bases, sans transformation chimique ni amplification de l'ADN ? Pour identifier davantage de modifications avec un biais réduit, profitez de notre offre complète de services comprenant l'extraction de l'ADN, la préparation de banques expertes, la technique de séquençage sur plateforme PacBio RS II ultramoderne, une analyse bioinformatique de qualité professionnelle et un rapport final détaillé de l'analyse des données GATC. Voici comment notre solution pour INVIEW MODIFICATION ANALYSIS peut vous aider dans votre projet d'épigénétique.

Vous voulez analyser les 5-méthylcytosines dans le génome de presque tous les organismes ? Le séquençage avec traitement bisulfite du génome entier (BS-Seq) avec INVIEW EPIGENETICS BS-SEQ est peut-être la solution qu'il vous faut. 

Vous étudiez le méthylome d'un organisme modèle de type mammifère ? Notre service INVIEW EPIGENETICS RRBS-SEQ peut vous aider à progresser dans vos recherches. 

Vous étudiez actuellement les interactions entre protéines et ADN ? Découvrez comment bénéficier de notre service certifié NGSELECT. 

Autres documents à lire concernant l'analyse des modifications des bases

Flusberg, B.A. et al. Direct detection of DNA methylation during single-molecule, real-time sequencing. Nat Methods. 7(6), 461 – 5 (2010).

Zillner, K., Németh, A. Single-molecule, genome-scale analyses of DNA modifications: exposing the epigenome with next-generation technologies. Epigenomics 4(4), 403 – 14 (2012).

Clark, T.A. et al. Characterization of DNA methyltransferase specificities using single-molecule, real-time DNA sequencing. Nucleic Acids Res. 40(4):e29 (2012).